Pengaruh Pemasangan Supercharger Terhadap Unjuk Kerja Pada Motor Bensin Satu Silinder

  ITEKS Intuisi Teknologi Dan Seni

====================================================================

Pengaruh Pemasangan Supercharger Terhadap Unjuk

Kerja Pada Motor Bensin Satu Silinder _{1 2 3} Sutarno , Nugrah Rekto P , Juni Sukoyo

  Program Studi Teknik Mesin STT Wiworotomo Purwokerto Jl. Sumingkir No. 01 Purwokerto Abstrak Supercharger adalah suatu mekanisme untuk menyuplai udara yang melebihi kepadatan udara atmosfer kedalam silinder pada langkah hisap, jumlah campuran udara dan bahan bakar yang biasa dimasukan pada langkah pengisapan lebih besar atau efisiensi volumetrisnya naik dibandingkan dengan proses pengisapan oleh torak pada saat langkah hisap, hal ini tentu sangat berpengaruh terhadap peningkatan atau penurunan prestasi kerja motor bensin. Pada penelitian ini kapasitas silinder yang digunakan 124,8 cc serta menggunakan sistem bahan bakar Fuel Injection, sedangkan untuk pengambilan data dilakukan dengan menggunakan dynamometer inersia. Pengambilan data torsi, daya dan Bmep dilakukan pada kisaran putaran 4500-9750 rpm. Hasil pengujian pada motor tanpa menggunakan supercharger menghasilkan rata-rata torsi sebesar 9,004 Nm. Sedangakan pada motor yang dilengkapi supercharger mengalami penurunan rata-rata torsi sebesar 10,15% yaitu rata-rata torsi sebesar 8,09 Nm. Hasil pengujian daya pada motor tanpa supercharger menunjukan rata-rata daya sebesar 6,43 KW, sedangakan pada motor yang menggunakan supercharger mengalami penurunan daya 7,62% yaitu rata-rata daya sebesar 5,94 KW.

  Kata kunci : supercharger, torsi, daya

1.Pendahuluan

  AFR mempengaruhi kesempurnaan pembakaran didalam ruang bakar, apabila AFR terlalu kurus dapat menyebabkan tenaga mesin sangat lemah dan menimbulkan detonasi, namun apabila AFR terlalu kaya menyebabkan konsumsi bahan bakar meningkat walaupun diimbangi dengan tenaga engine yang meningkat pula, untuk itu perbaikan AFR perlu dilakukan dengan cara mempertahankan campuran udara dan bahan bakar tetap pada kondisi ideal agar konsumsi bahan bakar tetap efisien dan tenaga motor meningkat. Analisa Turbocharger pada Motor Bensin Daihatsu Tipe CB-

  23’ dari hasil penelitian disimpulkan bahwa Turbocharger dapat menaikkan daya sebesar 34,97% diikuti dengan peningkatan Sfc sebesar 11,8% pada motor bakar dengan _[1] dimensi standar, meskipun tanpa mengubah katup, karburator, dan piston . Penambahan type IHI RHF3 pada motor daihatsu tipe CB-23 dapat meningkatkan unjuk kerja

  turbocharger _[1]

  motor tersebut . Pada motor bensin, bensin dibakar untuk memperoleh energi termal. Energi ini selanjutnya digunakan untuk melakukan gerakan mekanik. Prinsip kerja motor bensin, secara sederhana dapat dijelaskan sebagai berikut : campuran udara dan bensin dari karburator di hisap masuk ke dalam silinder, kemudian dimampatkan oleh gerak naik torak, dan dibakar untuk memperoleh tenaga panas, yang mana dengan terbakarnya gas-gas akan mempertinggi suhu dan _[2] tekanan . Bila torak bergerak turun naik di dalam silinder dan menerima tekanan tinggi akibat pembakaran, maka suatu tenaga kerja pada torak memungkinkan torak terdorong ke bawah. Bila batang torak dan poros engkol dilengkapi untuk merubah gerakan turun naik menjadi gerakan putar, torak akan menggerakkan batang torak dan yang mana ini akan memutarkan poros engkol. Dan juga diperlukan untuk membuang gas-gas sisa pembakaran dan penyediaan campuran udara

  ITEKS Intuisi Teknologi Dan Seni

====================================================================

_[3] melakukan kerja tetap .

  Supercharger adalah suatu mekanisme untuk menyuplai udara dengan kepadatan yang

  melebihi kepadatan udara atmosfer kedalam silinder pada langkah hisap. Udara yang lebih padat ini akan tinggal dalam silinder untuk ditekan pada langkah kompressi. Akiba tudara yang densitasnya lebih tinggi maka lebih banyak bahan bakar yang dapat terbakar sehingga daya outpu tmesin dapat meningkat. Tekanan udara dalam silinder sewaktu awal kompressi biasanya paling _[4] rendah 6 psi . Mekanisme supercharger berbeda dengan langkah pembilasan dalam mesin 2 langkah, dimana mekanisme supercharger bertujuan untuk meningkatkan kepadatan udara segar dalam _[5] silinder dan dapat digunakan untuk mesin 2 langkah maupun 4 langkah . Sedangkan penggunaan

  

blower pada langkah pembilasan semata-mata menggunakan hembusan udara untuk

  mengeluarkan gas hasil pembakaran (gas bekas) yang masih berada dalam silinder dan menggantinya dengan udara segar yang tekanannya relatif sama dengan tekanan atm. Akan tetapi dalam semua sistim supercharging terdapat sekaligus pembilasan dan supercharging.

  Dengan supercharger jumlah udara atau campuran bahan bakar-udara segar yang biasa dimasukan lebih besar daripada dengan proses pengisapan oleh torak pada waktu langkah isap. Tekanan udara masuk silinder berkisar antara 1,2-2,2kg/cm2. Motor dua tak dengan supercharger akan menaikan sekaligus tekanan isap dan tekanan buang. Pada motor bensin supercharger dapat mempersingkat periode persiapan pembakaran sehingga karakteristik pembakaran menjadi lebih _[4] baik . Disamping itu terbuka kemungkinan untuk menggunakan bahan bakar dengan bilangan oktana yang lebih rendah. Akan tetapi hendaknya jangan melupakan tekanan dan temperatur gas pembakarannya, karena hal tersebut akan menyangkut persoalan pendinginan, konstruksi, kekuatan material serta umurnya. Dilihat dari kenyataan bahwa campuran udara dan bahan bakar harus tetap menyesuaikan dengan kebutuhan pembakaran. Supercharger adalah suatu mekanisme untuk menyuplai udara yang melebihi kepadatan udara atmosfer kedalam silinder pada langkah hisap, udara yang lebih padat ini akan tinggal dalam silinder untuk ditekan pada langkah kompresi.

  Dengan supercharger jumlah campuran udara dan bahan bakar yang biasa dimasukan pada langkah pengisapan lebih besar atau efisiensi volumetrisnya naik dibandingkan dengan proses pengisapan oleh torak pada saat langkah hisap. Penambahan tekanan udara pada langkah hisap dapat meningkatkan efisiensi penggunaan bahan bakar karena peningkatan kecepatan udara masuk lebih tinggi dimana kecepatan udara ini menyebabkan aliran turbulen pada ruang bakar, _[6] sehingga proses pencampuran udara dan bahan bakar dapat lebih cepat dan lebih baik mutunya . Pengujian ini dilakukan untuk Mencari efek samping lanjut akibat penambahan tekanan dan volume udara kedalam ruang bakar dengan menggunakan supercharger pada sistem bahan bakar EFI .

2. Metode Penelitian a.

  Variable Tetap, Penelitian ini variabel tetapnya adalah motor bensin dengan kapasitas Diameter x Langkah : 52,4 x 57,9 mm, sistem bahan bakar konvensional dengan Karburator (keihin) b. Variabel Bebas, Variabel bebas pada penelitian ini adalah putaran mesin 4.000 - 9750 rpm dengan interval 250 rpm.

  ITEKS Intuisi Teknologi Dan Seni

====================================================================

  a. Torsi Torsi adalah ukuran kemampuan engine untuk melakukan kerja, jadi torsi adalah besaran turunan yang biasa digunakan untuk menghitung energi yang dihasilkan dari benda yang berputar pada porosnya.

  .60000 [2] {1}

  T = (Nm) 2. . Dimana:

  T= Torsi ( Nm ) N= putaran mesin (rpm)

  b. Daya Poros Daya adalah kemampuan usaha untuk memindahkan suatu materi atau benda melawan gravitasi bumi. Adapun mesin yang akan diukur torsinya tersebut diletakkan pada sebuah testbed dan poros keluaran mesin dihubungkan dengan rotor dinamometer. Nilai daya (P) dapat ditentukan sebagai berikut :

  2  . n . T (2) P  ( kW )

  60000

  Dimana :

  n = putaran mesin (rpm) T = torsi (Nm) P = Daya mesin (kW)

  c. Mean Efective Preassure (MEP)

  

Mean Effective Preassure merupakan nilai yang menyatakan output mesin tiap satuan volume

silinder.

  3 60 10

  MEP (kPa) = (3) Dimana:

  P = Daya Mesin (hp) nR = Konstanta mesin 4 langkah = 2 V = volume silinder (cc) N = putaran mesin (rpm)

  ITEKS Intuisi Teknologi Dan Seni

====================================================================

  6.99

  8.83 15 7621

  9.33

  9.03 16 7750

  8.99

  8.6 17 8000

  8.4

  8.43 18 8250

  7.81

  8.04 19 8500

  7.54

  7.37 20 8750

  6.94 21 9000

  9.06 14 7500

  6.65

  6.61 22 9250

  6.32

  6.29 23 9500

  5.8

  5.92 24 9750

  5.25

  5.49 Torsi Maksimal

  10.97

  9.69 Torsi Rata - Rata 9.004

  8.09 Penurunan ( % ) 11,66%

  9.7

  9.65

  Dari penelitian yang dilakukan dengan menganalisa penggunaan turbocharger dan sebelum penggunaan diketahui data komparasinya. Hasil penelitian untuk torsi dapat dilihat pada tabel 3.1

  8.82 6 5750

Tabel 3.1 Perubahan Torsi akibat penggunaan supercharger

  No Putaran ( Rpm ) Torsi (Nm ) Tanpa Supercharger supercharger 1 4500

  8.38

  5.63 2 4750

  9.94

  7.51 3 5000

  10.39

  7.85 4 5250

  10.29

  8.22 5 5500

  10.79

  10.77

  9.21 13 7250

  9.41 7 6000

  10.97

  9.53 8 6250

  10.53

  9.41 9 6344

  10.75

  9.69 10 6500

  10.65

  9.24 11 6750

  10.25

  9.23 12 7000

  9.87

  Data diatas diperjelas dengan diagram uji performasi dan korelasinya dengan putaran engine sesuai dengan grafik 3.1 sebagai berikut,

  ITEKS Intuisi Teknologi Dan Seni

====================================================================

_{10 12} Torsi Vs Putaran

  8 ) m (N ₆ Standart TORSI ⁴ _{2 2000 4000 6000 8000 10000 12000} supercharger

  Putaran ( Rpm ) Grafik 3.1 Hubungan Torsi dan putaran Engine

  Dari penelitian yang dilaksanakan dapat disimpulkan bahwa berubahnya variasi putaran mesin haruslah diikuti dengan berubahnya AFR (Air Fuel Ratio). Penggunaan supercharger putaran konstan 5000 rpm pada motor dengan sistem bahan bakar Fuel Injection mengakibatkan penurunan torsi. Hal ini disebabkan karena perbandingan udara dan bahan bakar yang tidak seimbang, penggunaan supercharger mengakibatkan udara yang masuk kedalam silinder lebih besar sehingga mengakibatkan campuran udara dan bahan bakar menjadi kurus sehingga terjadi penurunan torsi. Fenomena ini menjadi masukan yang berarti dalam uji performasimotor bensin dengan penggunaan supercharger pada sistem bahan bakar EFI .

4. Kesimpulan dan saran

4.1 Kesimpulan

  Dari data dan analisa penggunaan supercharger dapat disimpulkan sebagai berikut;

  a. Torsi yang dihasilkan dari pengujian motor bakar dengan penambahan supercharger terdapat perbedaan. Dimana pada motor dengan penggunaan supercharger mengalami penurunan torsi sebesar 10,15%. Hal ini diakibatkan penambahan tekanan dan volume udara kedalam silinder yang berlebihan. Hal ini didukung pula dengan analisa uji statistik. bahwa tekanan dan volume udara pengaruh besar terhadap unjuk kerja motor bensin.

  b. Daya yang dihasilkan dari pengujian motor bakar dengan dengan penambahan

  supercharger terdapat perbedaan. Dimana pada motor dengan penggunaan supercharger

  mengalami penurunan daya sebesar 7,62%. Hal ini diakibatkan penambahan tekanan dan volume udara kedalam silinder yang berlebihan. Hal ini didukung pula dengan analisa uji

  ITEKS Intuisi Teknologi Dan Seni

====================================================================

bensin.

  c. Bmep yang dihasilkan dari pengujian motor bakar dengan penambahan supercharger terdapat perbedaan. Dimana pada motor dengan penggunaan supercharger mengalami penurunan Bmep sebesar 10,18%. Hal ini diakibatkan penambahan tekanan dan volume udara kedalam silinder yang berlebihan. Hal ini didukung pula dengan analisa uji statistik. bahwa tekanan dan volume udara pengaruh besar terhadap unjuk kerja motor bensin.

4.2 Saran a.

  Untuk penelitian lebih lanjut bisa dilakukan pada variable yang berbeda yang lebih luas, yaitu variasi putaran supercharger, pengaruh perubahan kompresi dan perubahan timming

  ignation terhadap daya, torsi, konsumsi bahan bakar, Bmep dan emisi gas buang.

  b.

  Akan sangat baik apabila suhu ruangan beserta kelembaban udara di tempat pengujian dapat dikontrol serta disimulasikan dalam berbagai tingkat, sehingga dapat diperoleh data yang lebih akurat pada berbagai kondisi cuaca.

5. Daftar Pustaka [1] Rully Hartadi (2001). Analisa Turbocharger pada Motor Bensin Daihatsu Tipe CB-23.

  Surabaya: Jurusan Teknik Mesin Universitas Petra. [2] Arismunandar, Wiranto (1988). Penggerak Mula Motor Bakar Torak. Bandung: ITB. [3] Basyirun, dkk (2008). Buku Ajar Mesin Konversi Energi. Semarang: UNNES [4] Mahadi, (2010). Pengaruh penggunaan Turbocharger dan Intercooler terhadap Performa

  Motor Bakar Diesel . Medan: USU

  [5] Wardan Suyanto. (1986). Teori Motor Bensin. Jakarta : Depdikbud :Dirjen Dikti, Proyek Pengembangan LPTK. [6] Suharsimi, Arikunto (2002). Prosedur Penelitian Suatu Pendekatan Praktek Edisi Revisi V.

  Jakarta: Rineka Cipta